DE2613837C3 - Bewegliche Unterlegvorrichtung für eine Schweißmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine bewegliche Auffang- bzw. Stütz- oder Unierlegvorrichuing für eine Schweißmaschine, welche eine Unterlegplatte zu den aufeinanderfolgenden Schweißpunkten eines zu schweißenden

3D Werkstückes transportiert, bei welcher die Unierlegplaiie so konstruiert ist, daß sie geschmolzene Schweißperlen, welche an der Unterseite des Schweißpunktes eines zu schweißenden Werkstückes herabfallen, wenn eine Seile dieses Werkstückes geschweißt

ι. werden soll, in einer gewünschten Form verfestigt durch Zurückhalten dieser heruntergefallenen geschmolzenen rückseil igen Schweißtropfen.

Bisher wurde versucht, das einseitige Schweißen eines zu schweißenden Werkstückes durch intermittierenden

jo bzw. schrittweisen Transport bzw. Vorschub einer Unterlegplatte voll zu automatisieren, wobei die Unterlegplatte so konstruiert war, daß sie von der Unterseite des Schweißpunktes des /u schweißenden Werkstückes herunterfallende geschmolzene Schwcißtropfen auffing und den Schweißpunkl in die gewünschte Form verfestigte durch Zurückhallen dieses herabgefallenen geschmolzenen Schweißtropfens, und zwar unabhängig von dem Betrieb einer automatischen Schweißmaschine entsprechend dem fortschreitenden Verschieben des .Schweißpunktes des zu schweißenden Werkstückes. Das hier auftretende Problem war, wie die Vorschubbewegung bzw. der Weitertransport der Unterlegplatte der in Schweißung begriffenen Schweiß-

. stelle durch den Schweißautomaten am besten folgen kann. Der Grund liegt darin, daß wenn nicht der Schweißpunkl eines zu schweißenden Werkstückes, d. h. die Schweiß(lichi)bogen-.Stelle des Schweißautomaten einer Unterlegplatte exakt gegenüberliegt, geschmolzene Schwcißlropfcn von der Unterseite des Schweißpunktes des zu schweißenden Werkstückes herabfallen, was zu einer nicht zufriedenstellenden .Schweißung führt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine automatische gegenhallende Unterlegvorrichtung zu schaffen, welche eine Unterlegplaiie ständig genau an der Unterseile des Schweißpunkies eines zu schweißenden Werkstückes anordnet, um eine gute Einseitenschweißung dieses Werkstückes zu erzielen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Unterlegvorrichiung gelost, welche die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen. Diese zeigt in

F i g. 1 eine Vorderansicht einer mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgerüsteten Schweißmaschine;
Fig. 2 eine Seilenansicht der Schweißmaschine der

Fig. 1;

Fig. 3 eine Einzelheitenansicht einer Einrichtung zum Andrücken der Unterlegplatte der Fig. 1 und 2-

F i g. 4 eine Querschnittansicht einer an der Unterlegplatte der Fig.2 angeordneten Photozellen-Dctektoreinrichtung;

Fi g. 5 eine perspektivische Ansicht eines Steuerteils der erfindungsgemäßen Unterlegvorrichtung für eine Schweißmaschine;

Fig. 6 ein Schaltbild einer Netzanschlußschaltung (Leistungszufuhrschaltung) in einem Steuerteil der Photozellen-Detektoreinrichtung der F i g. 4; und

F i g. 7 ein Schaltbild einer Steuerschaltung zur Steuerung der Bewegung der Unterlegplatte, wobei die Steuerschaltung enthalten ist in dem Steuerteil der r> Fig. 4.

Stahlplatten lla, Hb, welche beispielsweise die Außenwände eines Schiffes sind, werden auf einem (nicht dargestellten) Schweißtisch (für die Auflage der Platten) angeordnet, derart, daß die einander gegen- _>o überliegenden abgeschrägten Seitenkanten aneinanderstoßen, so daß sie eine Schweißfuge "i4 bilden. Auf der Stahlplatte lla sind Führungsschienen 12a, 126 verlegt, welche sich parallel zu der zu schweißenden Schweißfuge 14 erstrecken. Ein Schweißautomat !3, der mit zwei 2ί Räderpaaren 13a, 130 ausgestattet ist, ist über den Führungsschienen 12a, 126 beweglich. Der Schweißautomat 13 soll den freien Raum zwischen den einander gegenüberliegenden abgeschrägten Seilcnkanien. d. h. die Schweißfuge 14 der Stahlplatten lla. 116 nur von deren Oberseite her zuschvveißen. Der Schweißautoiüal Ii weist auf: einen Hauptteil 13c einen L-förmigen Tragarm 13c/, der sich zunächst von dem Haupiteil 13c des Schweißautomaten in dessen Bewegungsrichtung D erstreckt und dann gegen die Linie hin gebogen ist, längs Ji welcher der Schweißpunkt eines zu schweißenden Werkstückes nacheinander fortschreitet: zwei Schweißdrahtzuführungsvorrichtungen 13c Mf, die an dem Tragarm 13c/montiert sind; sowie ein Paar von an dem Ende der beiden Schweißdraht/uführungsvorrichtungen 13c. 13/" befestigte Düsen oder Mundstücke 13if. 13/;. Eine Schweißdraht/uführungsvorrichlung 13c weist Zuführungsrollen 13c· 1. 13c-2 auf, welche von einem (nicht dargestellten) in dem Tragarm 13c/ aufgenommenen Elektromotor über ein (Jetriebe angetrieben werden. Wahrend des Schweißens läuft der Draht 13/, der im wesentlichen aus dem gleichen Werkstoff besteh·., wie die Stahlplatien lla. 110, und der verwendet wird, um den Raum in der Schweißfuge 14 auszufüllen,/wischen den Zuführungsrollen 13c-l. 13c-2 hindurch, nachdem er aus einem Speicher gezogen wurde, und läuft dann von der Spitze des Mundstückes \1g in den Schweißfugenabschnitt 14. Die andere Schweißdrahtzuführungsvorrichiung 13λ ist genauso konstruiert wie die ersterwähnte Sehweißdrantzuführungsvorrichtung 13c. I-in Schweißdraht Π/ wird aus dem Speicher gezogen und läuft zwischen den Zuführungsrollen 13/1. \1f-2 von der Spitze des Mundstückes 13/iin den Schweißfugenabsclinitt 14. Die Zuführungsrollen 13c-l. l3c-2, 13Λ1, 13Λ2 wirken zusammen als Kontakte, über vr-irhe den Schweißdrähten 13/, 13/Strom zugeführt »nd. Eine Klemme bzw. ein Pol einer(nicht dargestellten) Schweißstromquelle ist an die Zuführungsrollen 13e-l, 13e-2, 13Λ1, 13Λ2 angeschlossen, und die andere Klemme dieser Schweißstromquelle ist an die zu schweißenden Stahlplatten 11 a, 11ύ angeschlossen. Während des Schweißvorganges wird ein Sinter-Flußmittel F dem Schweißfugenabschnitt 14 zugeführt, um diesen insgesamt zu überdekken. Es ist möglich, das Flußmittel Flängs des gesamten Schweißfugenabschnittes 14 aufzubringen, wie in Fi g. 2 dargestellt, bevor mit dem Schweißen begonnen wird, oder das Flußmittel F zukzessive aus einem (nicht dargestellten) in dem Schweißautomaten 13 vorgesehenen Flußmittelbehälter durch das Ende des Tragarmes 13c/ in den Schweißfugenabschnitt 14 fallenzulassen, sowie der Schweißvorgang fortschreitet Das Sinter-Flußmittel ist ein Pulver, welches gebildet wird von einem Gemisch aus einem Desoxidationsmittel und keramischem Material, und welches durch die Schweißwärme schmilzt, wodurch die Oberfläche der geschmolzenen Stahlplatten lla, lift vor der Aufnahme von Stickstoff geschützt wird.

Ein Paar von Aluminiumrohr-Führungsschienen 15a, 156 ist unterhalb der zu schweißenden Stahlplatten lla, 116 längs des Schweißfugenabschnittes 14 verlegt. Diese Aluminiumrohr-Schienen 15a, 15b sind mittels L-förmigen Haltern 16a, 166 an der Unterseite von Dauermagneten 17a, 176 befestigt, welche magnetisch an der Unterseite der entsprechenden, zu schweißenden Stahlplatten Ua. I Io haften. Ein Wagen 18 ist auf den Aluminiumrohr-Schienen 15a. 156 montiert. Der Wagen 18 ist mit vier Radpaaren 19a— 196,20a—206,21a-216. 22a—22b \ ersehen und wird von einem Gleichstrommotor 32 mit Hilfe dieser Räder vorwärtsbewegt. Über dem Wagen 18 ist eine Unterlegplatte 24 angeordnet, die beispielsweise aus Kupfer oder Aluminium bestehi. Die Unterlegplatte 24 ist an die Unterseite der zu schweißenden Stahlplatten lla. 116 mit Hilfe eines Federmechanismus 23 angedrückt, wobei ein Glasfaserband 25, welches den Stumpfstoß des Schweißfugenabschnittes 14 der Stahlplatten lla. Wb überbrückt, dazwischengelegt ist.

Der Federmechanismus 23 ist beispielsweise wie in Fig. 3 konstruiert und weist die folgenden Elemente auf: einen runden Hohlzylinder 23a, der auf dem Wagen 18 montiert ist; eine runde Stange 23c, welche von einer Tragerplatte 236, die an der Unterseite der Unterlegplatte 24 befestigt ist, nach unten vorsteht und in den Hohlzylinder 23a eingesetzt ist; ein Paar von flexibel bzw. gelenkig mit der Außenwand des Hohlzylindcrs 23a und mit der Tragerplatte 23b verbundener Gelenkhebel 23c/, 23c; sowie eine Zugfeder 23/), welche zwischen den Zwischengelenken 23f, 23^rder Gelenkhebel 23d, 23egespannt ist. Die Zugfeder 23Ades wie oben beschrieben konstruierten Federmechanismus 23 zieht die Zwischengelenke stets gegeneinander und bewirkt dadurch, daß die über dem Wagen 18 angeordnete Unterlegplatte 24 nach oben gedrückt wird. Das vordere Ende der Unterlegplatte 24, gesehen aus der Förderrichtung (durch den Pfeil E angedeutet) des Schweißgerätes, ist nötigenfalls mit einem von dem Glasfaserband 25 abstehenden weggebogenen Abschnitt 24a versehen, wodurch die Unterlegplatte 24 glatt und ohne das Glasfaserband 25 durch Reibung aufzurollen, bewegt wird. Ferner ist ein Schweißpunktdetektor 26 nahe dem vorderen Ende der Unterlegplatte 24 vorgesehen.

Der Schweißpunktdetektor 26 weist, wie in Fig.4 dargestellt, die folgenden Elemente auf: ein in die Unterlegplatte 24 gebohrtes Loch 27; ein photoelektrisches Umwandlungselement 28, wie einen Phototransistor oder eine Cadmiumsulfid-Zelle, die in dem Loch 27 aufgenommen sind; sowie eine transparente wärmeisolierende Platte 29, wie ein Stück Glimmer, um eine Lichtaufnahmeöffnung zu schließen, die auf der Seite

des Loches 27 vorgesehen ist, welche dem Glasfaserband 25 gegenüberliegt.

Der Schweißpunktdeteklor 26 stellt Lichtbogenblilze oder von geschmolzenem Metall emittiertes Licht fest, welche während des Schweißens zwischen den Spitzen der Schweißdraht 13/^ 13/ die aus dem Ende der Mundstücke 13g, 13Λ gezogen werden, und zwischen dem Schweißfugenabschnitt 14 der zu schweißenden Stahlplatten 11a, 116 auftreten, und liefert ein Detektorsignal über eine Schnur bzw. ein Kabel 30 an eine Einrichtung 31 zur Steuerung der Wagenbewegung (Fig. 5). Diese Einrichtung 31 zur Steuerung der Wagenbewegung veranlaßt den Gleichstrommotor 32, welcher an der Unterseite des Wagens 18 befestigt ist, zur Erzeugung eines vorgeschriebenen Antriebs-Ausgangssignals und dessen Weitergabe über ein Kabel 33 zur Steuerung der Bewegung des Wagens 18, wodurch die Unterlegplatte 24 immer genau unter den Schweißpunkt der Stahlplatten 11a, 11έ> gebracht wird. Die Schallung der Einrichtung 31 zur Steuerung der Wagenbewegung wird später beschrieben. Ein weiterer Wagen 34, der im wesentlichen genauso konstruiert ist wie der Wagen 18, kann — wie in F i g. 2 dargestellt — in Bewegungsrichtung E vor dem Wagen 18 angeordnet sein. Dieser andere Wagen 34 läuft ebenfalls auf den Aluminiumrohr-Führungsschienen 15a, 15i>. Beide Wagen 18, 34 sind durch eine Verbindungsstange 35 miteinander verbunden.

Eine Unterlegplatte 37 von im wesentlichen der gleichen Art wie die Unterlegplatte 24 ist über dem anderen Wagen 34 vorgesehen und wird durch einen Federmechanismus 36, der genauso konstruiert ist wie der vorher erwähnte Federmechanismus 23. angedrückt. Diese Unterlegplatte 37 soll verhindern, daß das Glasfaserband 25 heruntersackt und daß das Flußmittelpulver, welches dem Schweißfugenabschnitt 14 aufgegeben wurde, vor Beginn des Schweißvorganges nach unten fällt. Die Unterlegplatte 24 ist nötigenfalls mit Kühlrohren 39, 40 (Fig. 5) versehen. Durch die Kühlrohre 39,40 strömendes Wasser verhindert, daß die Unterlegplatte 24 durch die Schweißwärme unzulässig heiß wird.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die F i g. 6 und 7 die Schaltung 31 zur Steuerung der Wagenbewegung beschrieben. Fig.6 zeigt eine Schaltung zur Zufuhr von Strom zu dem Gleichstrommotor 32 und F i g. 7 zeigt eine Schaltung zur Steuerung dieser Schaltung zur Stromzufuhr oder Netzanschlußschaltung ansprechend auf ein Ausgangssignal von dem photoelektrischen Umwandlungselement 28 in dem Schweißpunktdetektor 26.

In Fig. 6 bezeichnet das Bezugszeichen 41 eine Wechselstromquelle. Ein erster bis dritter Transformator 44 bis 46 sind über einen Netzschalter 42 und eine Sicherung 43 zu der Wechselstromquelle 41 parallel geschaltet An die Sekundärseite des Drsten Transformators 44 ist eine Gleichrichter-Ciättungsschaltung, bestehend aus einer Diode 47 und einem Kondensator 48, angeschlossen.

Eine Avalanche-Diode 50 ist direkt an ein Ende des Kondensators 48 angeschlossen, und über einen Widerstand 49 an dessen anderes Ende, so daß zwischen den Knotenpunkten PQ eine vorgeschriebene Spannung angelegt ist Eine Gleichrichter-Glättungsschaltung bestehend aus einem Vollweggleichrichter 51 und einem Kondensator 52 ist an die Sekundärseite des zweiten Transformators 45 angeschlossen. Die Pluspol-Seite des Kondensators 52 ist an eine der Eingangsklem-• men des Gleichstrommotors 32 angeschlossen über einen ersten die Stromzufuhr steuernden /VfW-Transistors 53, einen Widerstand 54, eine Diode 55, eine Amperemeter 56, eine normalerweise geschlossene Klemme des ersten Kontaktelementes 57-1 eines Test-Umschalters 57 (F i g. 7), sowie die normalerweise geschlossene Klemme des ersten Kontaktelements 58-1 eines Test-Umschalters 58 (F i g. 7). Die Minuspol-Seite des Kondensators 52 ist an die andere Eingangsklenime des Gleichstrommotors 32 angeschlossen.

Eine Serienschaltung bestehend aus einem zweiten die Stromzufuhr steuernden NPN-Transistor 59 und einem Widerstand 60 ist zwischen beiden Endknotenpunkten M. N einer Serienschallung, welche aus dem Transistor 53 und dem Widerstand 54 besieht, parallelgeschaltet. Die Basis der Transistoren 53,59 sind mit dem Knotenpunkt M über einen Widerstand 151 verbunden. Dieser Knotenpunkt M ist an den Knotenpunkt Q angeschlossen. Dioden 62, 63 sind in Reihe zwischen die Emitter der Transistoren 53, 59. sich jeweils gegenseitig gegenüberliegend, geschaltet, um die Kathoden der Dioden 62, 63 zu verbinden. Der Knotenpunkt der Kathoden ist an die Minuspol-Seite des Kondensators 52 über eine Sericnschaltung angeschlossen, welche aus einem Widerstand 64, einem Potentiometer 65 und einem Widerstand 66 besteht. Die NPN-Transistoren 67, 68 bilden zusammen einen Verstärker der Darlington-Schaltung. Die Kollektoren dieser Transistoren 67, 68 sind gemeinsam an den Knotenpunkt M angeschlossen. Der Emitter des Transistors 68 ist an die Basis des Transistors 59 angeschlossen und die Basis des Transistors 67 ist über einen Widerstand 69 an den Knotenpunkt Pangeschlossen, sowie an eine Ausgangsklemme X des später beschriebenen Komparator-Verstärkers. Ein NPN-Schutztransistor 70 ist zwischen die Ausgangsklcmme X des Komparator-Verslärkers und dem Knotenpunkt M geschaltet. Die Basis des Transistors 70 ist an das Gleitstück des Potentiometers 65 angeschlossen. Ein Welligkeit absorbierender Kondensator 71 ist zwischen die Minuspol-Seite des Kondensators 52 und den Knotenpunkt N geschaltet Ein Voltmeter 72 ist zwischen die Minuspol-Seile des Kondensators 52 und die Pluspol-Seite des Amperemeters 56 geschaltet. Die normalerweise offene Klemme des ersten Kontaktelements 57-1 des Test-Umschalters 57 und die normalerweise offene Klemme des ersten Kontaktelements 58-1 des Test-Umschalters 58 sind an die andere Eingangsklemme des Gleichstrommotors 32 angeschlossen, d. h.

die Minuspol-Seite des Kondensators 52 über einen Widerstand 73.

Eine Gleichrichter-Glättungsschaltung bestehend aus einem Vollweggleichrichter 74 und einem Kondensator 75 ist an die Sekundärseite des dritten Transformators 46 angeschlossen. An beide Enden des Kondensators 75 ist eine Schaltung für Stromzufuhr mit konstanter Spannung angeschlossen, welche besteht aus einem Paar von NPN-Transistoren 76, 77, aus Widerständen 78, 79, 80, 81, einer Avalanche-Diode 82. einem Potentiometer 83 und einem Kondensator 84. Eine variable Vergleichsspannungs-Vorwählschaltung ist zwischen die Ausgangsklemme der Schaltung für Stromzufuhr mit konstanter Spannung geschaltet, d. h. beide End-Knotenpunkte V, W des Kondensators 84 über eine Serienschaltung, die aus den Widerständen 85, 86 und dem Potentiometer 87 besteht Der Knotenpunkt C der Widerstände 85, 86 dieser Serienschaltung ist an eine Ausgangsklemme Tl der später beschriebenen

Zentralschaltung der Fig. 7 angeschlossen. Das Gleitstück des Potentiometers 87 ist an eine Ausgangsklemme T2 der Steuerschaltung angeschlossen. Zwischen die Knotenpunkte V. Wist ein Komparator-Verstärker (Differenlialverstärkcr) geschaltet, der aus einem Paar von NPN-Transisiorcn 88, 89, einem NPN-Transistor 90, einem weiteren Paar von Transistoren 9t, 92, welche einen Verstärker bilden, sowie Widerständen 93, 94, 95, 96, 97, 98 besteht. Die Eingangsklemrne für die Vergleichsspannung des Komparator-Verstärkers, nämlich die Basis des Transistors 88, ist an den Knotenpunkt C angeschlossen. Eine Eingangsklemme des Komparalor-Verstärkers für die Belastungsspannung, d. h. die Basis des Transistors 89 ist an ein Gleitstück eines Potentiometers 101 angeschlossen, welches über eine aus den Widerständen 29, 99, 100 bestehende Serienschaltung zwischen die Knotenpunkte N, Wgeschaltet ist. Zwischen die Knotenpunkte V. W ist eine Stromzufuhr-Transistor-Transistor-Logik (abgekürzt »TTL-Schaltung«) geschaltet, welche aus einem NPN-Transistor 102 und Kondensatoren 105, 106 und 107 besteht. Die Ausgangsklemmen dieser TTL-Netzanschlußschaltung, nämlich beide Enden des Kondensators 107, sind an die Netzanschluß-Eingangsklemmen 21, 22 der Steuerschaltung der Fig. 7 angeschlossen. Der Knotenpunkt V ist an das Minuspol-Ende des Kondensators 52. der in die an den zweiten Transformator 45 angeschlossene Gleichrichter-Glältungsschaltung geschaltet ist, angeschlossen.

Das Bezugszeichen 28 der Fig. 7 bezeichnet das vorher erwähnte photoelektrische Umwandlungselement. Das photoelektrische Umwandlungselement 28 funktionier· derart, daß es seinen inneren Widerstand verringert, wenn es Lichibogenblitzen, die während des Schweißens auftreten, ausgesetzt wird. F.in F.nde des photoelektrischen Umwandlungselements 28 ist geerdet und das andere Ende ist über einen Widerstand 108 an eine Stromzuführungs- oder Netzanschluß-Eingangsklemme Zl angeschlossen. Ein NPN-Transistor 109 (F i g. 7) ist ein Schalttransistor, dessen Kollektor an die Stromzuführungs-Eingangsklcmme Z 1 angeschlossen ist und dessen Emitter über einen Widerstand 110 geerdet ist. und dessen Basis an den Knotenpunkt bzw. Verbindungspunkt !/zwischen dem Widerstand 108 und dem photoelektrischen Umwandlungselement 28 angeschlossen ist. Die Ausgangsklemme oder der Emitter des Transistors 109 ist an die Basis eines NPN-Stromzufuhr-Steuertransistors 112 über einen Widerstand 111 angeschlossen. Der Kollektor dieses Transistors 112 ist an die Ausgangsklemme T2 angeschlossen und sein Emitter ist geerdet. Der Emitter des Schalttransistors 109 isi über einen Widerstand 113 an die Basis eines NPN-Flip-Flop-Umkehrtransistors 114 angeschlossen. Der Kollektor dieses Transistors 114 ist an die Stromzuführungs-Eingangsklemme Z1 über einen Widerstand 115 angeschlossen und sein Emitter ist geerdet Eine Ausgangsklemme bzw. der Kollektor des Transistors 114 ist an die Eingangs-Setzklemme Seiner Flip-Flop-Schaltung FF(Fig.7) angeschlossen, welche aus vier NAND-Torschaltungen 116, 117, 118, 119 besteht. Eine Eingangs-Rücksetzklemme R der Flip-Flop-Schaltung FFist an den Emitter eines NPN-Rücksetztransistors 120 für die Flip-Flop-Schaltung angeschlossen. Der Kollektor dieses Transistors 120 ist an die Stromzuführungs-Eingangsklemme Zl angeschlossen und sein Emitter ist über einen Widerstand 124 geerdet. Ein Kondensator 122 ist zwischen die Basis und den Kollektor des Transistors 120 geschaltet. Die Basis des Transistors 120 ist über einen Widerstand 123 geerdet. Der (^-Ausgang der Flip-Flop-Schaltung FFist an die Basis eines Stromzufuhr-Steuertransisiors 125 über einen Ausgangsklemmenwiderstand 124 angeschlossen. Der Kollektor des SliOmzufuhr-Stcucrtransistors 125 ist an die Ausgangsklemme T\ angeschlossen und sein Emitter ist an die normalerweise geschlossene Klemme des zweiten Kontaktelemenls 58-2 des Test-Umschalters 58 angeschlossen. Eine normalerweise offene Klemme des zweiten Kontaktelements 58-2 ist an die Basis des Stromzufuhr-Steuertransistors 125 angeschlossen. Eine gemeinsame Klemme des zweiten Kontaktelements 58-2 ist an die normalerweise geschlossene Klemme des zweiten Kontaklelemenls 57-2 des Test-Umschalters 57 angeschlossen. Die normalerweise offene Klemme des zweiten Kontaktelements 57-2 des Test-Umschalters 57 ist an die Basis des Transistors 112 angeschlossen und die gemeinsame Klemme des zweiten Kontaktelements 57-2 ist geerdet. Der NPN-Transistor 126 der Fig. 7 ist ein erster Anzeigetransistor. Ein Kollektor dieses Anzeigetransistors 126 ist an die Stromzuführungs-Eingangsklemme Z1 über einen Widerstand 127 und eine lichtemittierende Diode 128, welche als Anzeigelampe verwendet wird, angeschlossen. Der Emitter des Anzeigetransistors 126 ist geerdet und seine Basis ist an den Emitter des Schaltlransistors 109 über einen Widerstand 129 angeschlossen. Ein NPN-Transistor 130 bildet einen zweiten Anzeigetransistor. Der Kollektor dieses Anzeigetransistors 130 ist an die Stromzuführungs-Eingangsklemme Zl über eine lichtemittierende Diode 132, welche als Anzeigelampe dient, angeschlossen. Der Emitter dieses Anzeigetransistors 130 ist geerdet und seine Basis ist an die Eingangs-Setzklemme S der Flip-Flop-Schaltung FF über einen Widerstand 133; angeschlossen.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der wie oben beschrieben konstruierten erfindungsgemäßen beweglichen Unierlegvorrichtung für Schweißmaschinen beschrieben. Zunächst wird der Stromzuführungs- bzw. Nctzschalter 42 der Schaltung 31 zur Steuerung der Wagenbewegung eingeschaltet. Dann wird der Sekundärseite des ersten der drei Transformatoren 44 bis 46 eine vorgeschriebene Spannung aufgeprägt, wodurch die jeweiligen Schaltungen betriebsbereit gemacht werden. In der TTL-Stromzufuhrschaltung wird an deren Ausgangsklemme. d. h. an beide Enden des Kondensators 107, eine Gleichspannung von 5 Volt angelegt und zu den Stromzuführungsklemmen Z 1, Z2 geleitet. Zu diesem Zeitpunkt wird der Transistor 120 der Fig. 7 zeitweise leitend gemacht durch eine ansteigen ic i\.ornpGnenic ucr vjiciCiiSparinung. i^cr Transistor 120 wird nämlich für den Betriebszustand vorgespannt durch eine Zeitkonstante des Kondensators 122 und des Widerstandes 123, bis der Kondensator 122 voll aufgeladen ist. Da die Eingangs-Rücksetzklemme R der Flip-Flop-Schaltung FF mit einem Rücksetzimpuls beaufschlagt wird, wird die Flip-Flop-Schaltung FFimmer zurückgesetzt, wenn die Stromzufuhr beginnt. Dies hat zur Folge, daß der (?-Ausgang der Flip-Flop-Schaltung"ein logisches Niveau von »1« aufweist und den Transistor 125 leitend macht, wodurch die Ausgangsklemme Ti geerdet wird. Da die Spannung am Knotenpunkt C der Vergleichsspannung-Vorwählschaltung auf Null-Niveau fällt, wird der Transistor 88 des Komparators gesperrt während der Transistor 91 des Komparators durchlässig wird. Zu diesem Zeitpunkt hat die Ausgangsklemme X des Komparalor-Verstär-

kers cine ausreichend niedrige Spannung, um die Transistoren 67, 68 der Darlingtonschaltung zu sperren. Dies hat zur Folge, daß die Basisspannungen der Transistoren 53, 59 auf null sinken und die Transistoren 53, 59 gesperrt werden, wodurch eine Stromzufuhr zu dem Gleichstrommotor 32 verhindert wird. Im Anfangsstadium befindet sich der Wagen 18 der vorliegenden beweglichen Unierlcgvorrichtung für eine Schweißmaschine daher in Ruhe genau unter dem -Schweißautomaten 13.

Es sei nun angenommen, daß die Stahlplatten II«, 116 von dem Schweißautomaten 13 gerade zu schweißen begonnen wurden. Der Schweißautomat 13 wird in Richtung des eingezeichneten Pfeiles D (Fig. 2) im Zuge des Schweißens vorwärtsbewegt. Wenn der Schweißautomat 13 in eine vorgeschriebene Stellung gebracht worden ist, dann stellt der Schweißpunktdetektor 26 Schweißlichtbogenblitze fest. Durch die Aufnahme der Lichtbogenblu/e wird der innere Widerstand des photoelektrischen Umwandlungselementes 28 verringert. Dies hat zur Folge, daß die Spannung am Knotenpunkt Hin F i g. 7 absinkt und den Transistor 109 sperrt, und der Transistor 112 wird gesperrt und öffnet die Ausgangsklemme F2. Da der Transistor 114 gesperrt wird, ändert sich die Spannung der Eingangs-SetzklemmeSder Flip-Flop-Schaltung FF von »0;< auf »1«, wodurch die Flip-Flop-Schaltung FF gesetzt wird. Da zu diesem Zeitpunkt der (^-Ausgang von »1« auf > >0« verschoben wird, wird der Transistor 125 gesperrt und öffnet die Ausgangsklemme Fl. Wenn beide Ausgangsklemmen FI, F2 geöffnet sind, dann wird eine vorgeschriebene Vergleichsspannung der Vergleichsspannung-Eingangsklemme des Komparator-Verstärkers aufgegeben, d. h. der Basis des Transistors 88. Da zu diesem Zeitpunkt die andere Eingangsklemme des Komparator-Verstärkers, d. h. die Basis des Transistors 89 überhaupt nicht beaufschlagt ist, so ergibt sich ein besonders markantes bzw. großes Differential-Ausgangssignal an der Ausgangsklemme des Komparator-Verstärkers. Dieses große Differcnlial-Ausgangssignal wird von den Transistoren 67, 68 der Darlington-Schaltung verstärkt und auf die Basis der Transistoren 53, 59 aufgegeben, die ihrerseits leitend gemacht werden, wodurch der Gleichstrommotor 32 mit dem an beiden finden des Kondensators 52 abnehmbaren Gleichstrom versorgt werden. Demzufolge dreht sich der Gleichstrommotor mil hoher Geschwindigkeit und bewegt den Wagen 18 schnell in Richtung des angegebenen Pfeiles /'. Wenn der Wagen 18 bewegt wird, dann wird der Schweißpunktdetektor 26 vor dem Schweißpunkt der Stahlplatte^ II;/. Wb bewegt. Wenn der Schwcißpunktdetcktor 26 keine Schweißbogcnblitze mehr feststellt, dann steigt der innere Widersland des pholo-clektrischen Umwand lungselements 28 auf seinen Anfangswert an. Der Transistor 109 und demzufolge der Transistor 112 werden leitend, wodurch die Ausgangsklemme F2 geerdet wird. Da der Transistor 114 ebenfalls leitend wird, ändert sich die Spannung an der Eingangs-Setzklemme der Flip-Flop-Schaltung FF von »1« auf »0«. Der Q-Ausgang der Flip-Flop-Schaltung behält jedoch einen Wert von »0«, und die Ausgangsklemme Fl bleibt offen. Dies hat zur Folge, daß die an der Vergleichs-Eingangsklemme des Komparator-Verstärkers anliegende Spannung, d. h. die an der Basis des Transistors 88 anliegende Spannung geringfügig um so viel abfällt, daß die Ausgangsklemme F2 geerdet wird. Zu diesem Zeitpunkt ist der Ladespannung an der Eingangsklemme des Komparator-Verstärkers eint.· Spannung mil einem vorgeschriebenen Wert überlagert, welche sich aus der Teilung der Ladespannung ergibt. Demzufolge liegt an der Ausgangsklemme X des Komparator-Verslärkers eine Spannung an, die durch Verstärkung der Differentiaispannung erhalten wurde. Diese verstärkte Spannung wird durch die Transistoren 67, 68 weiter verstärkt und später zur Basis der Transistoren 53, 59 geleilet. Zu diesem Zeitpunkt ist jedoch die Spannung

ίο der Transistorbasis beträchtlich geringer als die an der Transistorbasis unmittelbar nach der Stromzuführung anliegende Spannung. Daher sinkt die Stärke des den Transistoren 53, 59 zugeführten Stromes ab, wodurch sich der Gleichstrommotor 32 langsamer dreht und demzufolge der Wagen 18 langsamer bewegt wird. Das Potentiometer 87 ist vorher so eingestellt worden, daß der Wagen 18 sich langsamer bewegt als der Schweißautomat 13, wodurch der Schweißautomat 13 nach Verstreichen einer bestimmten Zeitspanne an den Wagen 18 der Unterlegvorrichtung anfahren kann. Wenn der Schweißpunkidetektor 26 wieder Sehweiß(licht)bogenblitze. welche von dem Schweißpunki der Siahlplatten II;/, Mb ausgesendet werden, feststellt, dann werden der Transistor 109 und demzufolge der Transistor 112 gesperrt, und die Klemme F2 wird geöffnet. Wenngleich auch der Transistor 114 gesperrt wird, bleibt die Flip-Flop-Schaltung FF noch gesetzt und die Ausgangsklemme Fl bleibt offen. Demzufolge wird die Spannung an der

jo Vergleichs-Eingangsklemme des Komparator-Verstärkers, d. h. an der Basis des Transistors 88 geringfügig erhöht derart, daß die Ausgangsklemme F2 geöffnet wird, wodurch mehr Strom über die Transistoren 53, 59 zugeführt wird. Daher läuft der Gleichstrommotor 32

J5 mit größerer Geschwindigkeit und bewegt den Wagen 18 vor dem Schweißautomaten 13 her vorwärts. Wenn der Schweißpunktdelektor 26 keine Schw eißlichtbogenblitzc mehr feststellt, dann wird die Bewegung des Wagens 18 langsamer, wie oben beschrieben. Danach wird der Wagen 18 alternierend mit höherer und mit niedrigerer Geschwindigkeit vorwärtsbewegt, so daß er zusammen mit dem Schweißautomaten 13. der mit einer konstanten Geschwindigkeit von beispielsweise 400 bis 600 mm/min fährt, bewegt wird. In diesem Fall wird ein Maximalabstand zwischen dem Wagen 18 und dem Schweißautomaten 13 beispielsweise durch die Geschwindigkeit des Ansprechens oder die Trägheit des Wagens 18 definiert. Bei der vorliegenden Erfindung wird die Unterlegplatte 24 so gewählt, daß ihre Länge den .Schweißpunkt der Stahlplatten 11;/, 1 \b überdeckt, selbst wenn der Wagen 18 von dem Schweißautomaten 13 um den oben erwähnten Maximalabstand entfernt ist. Dadurch kann sich die intermittierend vorwärtsbewegte Unterlegplatte 24 immer genau unterhalb des Schwcißpunktes befinden.

Während des Schnellaufes des Wagens 18 sendet die lichtemittierende Diode 132 Licht aus. die lichtemittierende Diode 128 bleibt jedoch dunkel. Wenn das photoelektrische Umwandlungselement 128 Schweißlichtbogenblitze empfängt, dann werden der Transistor 109 und demzufolge der Transistor 114 gesperrt. Dies hat zur Folge, daß der Anzeigetransistor 130 leitend wird, wodurch die lichtemittierende Diode 132 weiter Licht aussendet. Da jedoch der Anzeigetransistor 126 gesperrt wird, wenn der Transistor 109 gesperrt wird, dann sendet die lichtemittierende Diode 128 kein Licht aus. Umgekehrt wird der Anzeigetransistor 126 während des Langsamlaufes des Wagens 18 leitend

gemacht und der Anzeigetransistor 130 gesperrt. In diesem Fall erzeugt die lichtemittierende Diode 128 Licht, bleibt jedoch die lichtemittierende Diode 132 dunkel.

Wenn während des oben beschriebenen Vorganges zufällig ein übermäßiger Belasuingsstrom auftreten sollte, dann fällt die Spannung an beiden Enden der Widerstände 54 bzw. 60 signifikant ab und der Schutztransislor 70 wird stärker vorgespannt, wodurch er mehr Strom durchläßt. Dies hat zur Folge, daß die Spannung an der Ausgangsklemme X des Komparator-Verstärkers stark verringert wird, so daß die Basisspannung der Transistoren 67, 68 der Darlington-Schaltung abfällt und der Stromdurchgang durch die Transistoren 53, 59 verringert wird, wodurch die übermäßige r> Stromzufuhr gedrosselt wird. Die Schaltungselemente der erfindungsgemäßen beweglichen Unterlegvorrichtung für eine Schweißmaschine sind daher gegen Schäden durch Überströme geschützt.

Da die Schnellaufgeschwindigkeit des Wagens 18 durch Einstellung des Potentiometers 101 verändert werden kann, führt der schnellere Lauf des Wagens 18 gegenüber dem Schweißautomaten 13 im allgemeinen zum Ziel. Daher wird eine an den Gleichstrommotor 32 angelegte Maxinialspannung von 24 Volt gewählt. Die 2^ Langsamlaufgeschwindigkeit des Wagens 18 kann ebenfalls verändert werden durch Einstellung des Potentiometers 87.

Soll die Geschwindigkeit des Schweißautomaten 13 in Abhängigkeit von der Dicke der /u schweißenden jo Stahlplatten 11a. 116 verändert werden, so kann dieses Ziel erreicht werden durch Einstellung des Potentiometers 87 entsprechend dieser Dicke, wodurch der Wagen 18 mit geringerer Geschwindigkeit vorwärtsbewegt wird als der Schweißautomat 13. js

Die Schallung 31 /ur Steuerung der Wagenbewegung der beweglichen llnierlegvorrichtung für eine Schweißmaschine gemäß der Erfindung kann durch Betätigung der Testschalter 57, 58 getestet werden, ohne daß tatsächlich geschweißt werden muß. Wenn der Testschalter 57 gedruckt wird, dann werden sowohl das erste Kontaktelement 57-1 wie auch das /weite Kontaktele ment 57-2 umgeschaltet. Dies hat /ur Folge, daß der Transistor 112 der Fig. 7 gesperrt wird, wodurch die Steuerklemme Tl in gleicher Weise geöffnet wird, wie dies der Fall wäre, wenn das photoelekirische Umwandlungsclement 28 Schweißlichibogenbliizen ausgesetzt worden wäre. Da die Erdung des Emitters des Transistors 125 beendet wird, wird die Steuerklemme T\ ebenfalls geöffnet. Die während des Schnellaufes r.o des Wagens 18 auftretenden Bedingungen werden der Vergleichsspannung-Eingangsklemme des Komparator-Verstärkers aufgegeben. Da das erste Kontaktclement 57-1 des Tcstschalters 57 (Fig. ö) auf »normalerweise offen« umgeschaltet wird, wird der Widerstand 73, welcher einen dem Wicklungswiderstand des Gleichstrommotors 32 äquivalenten Widerstand hat, statt dieses Motors 32 angeschlossen. Der Belastungsstrom bzw. zugeführte Strom kann gemessen werden durch das Amperemeter 56 und die Spannung durch das to Voltmeter 72, wodurch das Potentiometer 101 eingestellt werden kann.

Wird der andere Testschalter 58 betätigt, dann werden das erste und das zweite Kontaktelement 58-1 bzw. 58-2 umgeschaltet. Dies hat zur Folge, daß der Transistor 125 in Fig. 7 gesperrt wird und daß nur die Steuerklemine Π geöffnet ist Die Steuerklcmme Tl ist geerdet, weil der Transistor 109 und demzufolge der Transistor 112 leitend sind infolge des hohen Widerstandes des photoelektrischen Umwandlungselements 28. Durch die erwähnten Vorgänge werden die Langsamlaufbedingungen des Wagens 18 der Vergleichsspannung-Eingangsklemme des Komparator-Verstärkers aufgegeben. Der Widerstand 73 ist, wie oben erwähnt, anstelle der Wicklung des Gleichstrommotors 32 angeschlossen, was durch die Umschaltung des ersten Kontaktelements 58-1 des Testschalters 58 (Fig. 6) bewirkt wird. Jetzt ist es möglich. Strom- und Spannungsbelastung zu prüfen und das Potentiometer 87 einzustellen.

Die vorstehende Beschreibung bezieht sich auf den Fall, daß ein Paar von Stahlplatten gerade geschweißt wird. Ebenso kann die Erfindung ohne irgendeine Begrenzung beispielsweise in bezug auf die Gestalt eines zu schweißenden Gegenstandes oder die Linienführung einer Schweißverbindung angewendet werden. Bei der vorstehenden Ausführungsform wurden Aluminiumrohr-Schienen verwendet, um den Wagen /u führen, wobei diese magnetisch an der Unterseite der zu schweißenden Stahlplatten hafteten. Die Führungsteile können auch einen L-förmigen oder U-förinigen Querschnitt anstelle des Kreisquerschnittes des Aluminiumrohres haben. Die Befestigung der Führungselemente an einem ru schweißenden Werkstück kann auch durch Schrauben oder sonstige Maschinenelemente erfolgen. Ferner war bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ein photoelektrisches Umwandlungselcment an der Unterlegplatte befestigt, welches die Position des Schweißautomaten feststellte. Natürlich !kann dieser Positionsdetektor anv.attdesscn auch mit Anwendung elektromagnetischer Wellen. Überschailwellcn. Wärme, Vibrationen oder statischer Kapazität arbeiten. Es ist auch möglich, den Schweißpunktdetektor nich'. nur an der Unterlegplatte /u montieren, sondern auch an dem Wagen oder dem Schweißautomaten. Die Unterlegplatte kann selektiv durch Wasser oder Luft gekühlt sein, entsprechend dem erwarteten Anfall an Schweißwärme. Statt zwei Schweißdrähten kann auch ein einziger in den Schweißfugenabschnitt des zu schweißenden Werkstückes eingebracht werden. Erfindungsgemäß ist die Unterlegplatte von dem Schweißautomaten getrennt. |edoch wird die Unterlegplatte entsprechend der Bewegung des Schweißautomaten durch ihre Anbringung auf den Wagen vorwärtsbewegt, so daß sie immer genau unter den Schweißpunkt eines zu schweißenden Werkstückes gebracht wird, wodurch verläßlich verhindert wird, daß geschmolzene durchfallende Schweißtropfen nach unten fallen, wodurch ansonsten Schwierigkeiten entstehen könnten, wenn Stahlplatten beispielsweise nur von einer Seite geschweißt werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Bewegliche Unterlegvorrichtung für eine Schweißmaschine mit einem Paar von Führungsschienen, die iängs des Scbweißpunkies b/.w. der Schweißstelle eines zu schweißenden Werkstückes verlegt Sind, einem auf den Führungsschienen bewegten Wagen, einer an dem Wagen befestigten Unterlegplatte, welche gegen die Unterseite des Schweißpunktes des zu schweißenden Werkstückes andrückbar ist, sowie einer Einrichtung zur Bewegung der Unterlegplatte entsprechend der Verschiebung des Schweißpunktes, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Bewegung der Unterlegplatte (24) eine Detektoreinrichtung (26) für den Schweißpunkt des zu schweißenden Werkstükkes (Ha, ll£>)und einen den Wagen (18) antreibenden Elektromotor (32) aufweisi, dessen Drehzahl durch eine Steuereinrichtung entsprechend einem von der Schweißpunkt-Delekioreinrichtung (26) kommenden Ausgangssignal derart regelbar ist, daß sich der Wagen (18) im Langsamlauf bewegt, wenn die Detektoreinrichtung (26) von dem Schweißpunkt entfernt ist und daß sich der Wagen (18) mit schnellerer Geschwindigkeit bewegt als der Schweißvorgang fortschreitet, wenn die Dctckiorcinrichlung (26) zu dem Schweißpunkl gebracht ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das zu schweißende Werkstück von Stahlplatten gebildet wird, deren Schweißstellen oder Schweißpunkte zusammen einen Schwcißfugenabschniii bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschienen (15/7, Ηϋ,Ινοη Haltern (16;/, 166,¹ gehalten werden, die an Dauermagneten (17;/ 17h) befestigt sind, welche magnetisch an der Unterseite der /u schweißenden Slah!plaltcn(l 1.7,1 \b)parallel zu dem Schweißfugenabschnitt (14) dieser Stahlplalten (11;/, 1 !^anhaften.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlegplatte (24) durch einen Federmechanismus (23), welcher /wischen dem Wagen (18) und der Unterlegplatte (24) angeordnet ist, gegen die Unterseite des zu schweißenden Werkstückes (11;/, 1Ib^ gedrückt wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißpunki-Detektoreinrichtung (26) aus einem in die Unterlegplatte (24) gebohrten Loch (27) und einem in dem Loch aufgenommenen fotoeleklrischen Umwandlungselcmenl (28) zum Feststellen von Schweiß (Licht) Bogen-Blitzen oder von von geschmolzenem Metall während des Schweißvorganges emiliertem Licht besteht.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung für die Wagenbewegung eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen von Schnellauf und Langsamlauf des Wagens (18) aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung für die Wagenbewegung eine Testschallung aufweist, die, wenn nicht geschweißt wird, ein Ausgangssignal erzeugen kann, das dem Ausgangssignal äquivalent ist, welches von der Schweißpunkt-Detektoreinrichtung (26) während des Schweißens abgegeben wird.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Wagen (34) vorgesehen ist, welcher auf den Führungsschienen (15a, 15ZjJ vor dem ersten Wagen (18), gesehen in dessen Bewegungsrichtung, herläuft, und daß eine zweite Unterlegplatte (36) an dem zweiten Wagen gegen die Unterseite des zu schweißenden Werkstückes (11a, 1 \b)anpreßbar befestigt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißpunkt-Detektoreinrichtung (26) an der ersten Unterlegplatte (34) montiert ist.